2019版高中化学一轮复习第六章化学反应与能量 2 第二讲 课后达标训练 Word版含解析
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[课后达标训练]一、选择题1.(2018·洛阳期末)下列有关电池的说法不正确的是()A.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从锌电极流向铜电极C.氢氧燃料电池工作时,氢气在负极被氧化D.原电池中一定发生了氧化还原反应解析:选A。
太阳能电池的主要材料是高纯度的晶体硅,A项错误;铜锌原电池工作时,电子沿外电路由负极(锌)流向正极(铜),B项正确;氢氧燃料电池工作时,氢气在负极失去电子被氧化,C项正确;由原电池的工作原理可知原电池中一定发生了氧化还原反应,D项正确。
2.(2016·高考上海卷)图1是铜锌原电池示意图。
图2中,x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量,y轴表示()A.铜棒的质量B.c(Zn2+)C.c(H+) D.c(SO2-4)解析:选C。
该装置构成原电池,Zn是负极,Cu是正极。
A.在正极Cu上溶液中的H +获得电子变为氢气,Cu棒的质量不变,错误;B.由于Zn是负极,不断发生反应Zn-2e-===Zn2+,所以溶液中c(Zn2+)逐渐增大,错误;C.由于反应不断消耗H+,所以溶液中c(H +)逐渐减小,正确;D.SO2-4不参加反应,其浓度不变,错误。
3.如图所示进行实验,下列说法不正确的是()A.装置甲的锌片上和装置乙的铜片上均可观察到有气泡产生B.甲、乙装置中的能量变化均为化学能转化为电能C.装置乙中的锌、铜之间用导线连接电流计,可观察到电流计指针发生偏转D.装置乙中负极的电极反应式:Zn-2e-===Zn2+解析:选B。
装置甲为锌片与稀硫酸反应装置,可观察到锌片上有气泡;装置乙为铜锌原电池,锌片、铜片和硫酸形成的原电池中,铜片为原电池正极,该极上氢离子得电子生成氢气,电极反应为2H++2e-===H2↑,故装置乙的铜片上也可观察到有气泡产生,锌片为原电池负极,锌失电子,负极上的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+,电子由负极经导线流向正极,整个电路形成回路,产生电流,化学能转变为电能,锌、铜之间用导线连接电流计,可观察到电流计指针发生偏转。
故A、C、D正确。
甲装置不是原电池,没有产生电流,能量变化不是化学能转化为电能,而乙装置是原电池,原电池中的能量变化为化学能转化为电能,故B不正确。
4.(2018·广州模拟)某小组为研究原电池原理,设计如图装置,下列叙述正确的是()A.若X为Fe,Y为Cu,铁为正极B.若X为Fe,Y为Cu,电子由铜片流向铁片C.若X为Fe,Y为C,碳棒上有红色固体析出D.若X为Cu,Y为Zn,锌片发生还原反应解析:选C。
Fe比Cu活泼,Fe作负极,电子从Fe流向Cu,故A、B错误;若X为Fe,Y为C,电解质为硫酸铜,则正极C上析出Cu,故C正确;Zn比Cu活泼,Zn作负极,发生氧化反应,故D错误。
5.利用反应6NO2+8NH3===7N2+12H2O构成电池的装置如图所示。
此方法既能实现有效清除氮氧化物的排放,减轻环境污染,又能充分利用化学能。
下列说法正确的是()A.电流从左侧电极经过负载后流向右侧电极B.为使电池持续放电,离子交换膜需选用阴离子交换膜C.A极反应式为2NH3-6e-===N2+6H+D.当有4.48 L NO2被处理时,转移电子数为0.8N A解析:选B。
题中反应NO2中N元素化合价由+4价变为0价,NH3中N元素化合价由-3价变为0价,所以通入NO2的电极是正极,通入NH3的电极是负极。
放电时,电流从正极沿导线流向负极,所以电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极,故A错误;原电池工作时,负极消耗OH-,正极生成OH-,阴离子向负极移动,为使电池持续放电,离子交换膜需选用阴离子交换膜,故B正确;电解质溶液呈碱性,则负极电极反应式为2NH3-6e-+6OH-===N2+6H2O,故C错误;气体摩尔体积受温度和压强影响,温度和压强未知导致气体摩尔体积未知,所以无法计算反应转移的电子数,故D错误。
6.如图是某同学设计的原电池装置,下列叙述中正确的是()A.电极Ⅰ上发生还原反应,作原电池的负极B.电极Ⅱ上的电极反应式为Cu2++2e-===CuC.该原电池的总反应为2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+D.盐桥中装有含氯化钾的琼脂,其作用是传递电子解析:选C。
该原电池的总反应为2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+。
电极Ⅰ上发生还原反应,作原电池的正极,电极反应式为2Fe3++2e-===2Fe2+,电极Ⅱ为原电池负极,发生氧化反应,电极反应式为Cu-2e-===Cu2+。
盐桥中装有含氯化钾的琼脂,其作用是传递离子。
7.(2018·孝义模拟)某充电宝锂离子电池的总反应为n Li+Li1-n Mn2O4放电充电M+Ni(OH)2(M为储氢金属或LiMn2O4,某手机镍氢电池总反应为NiO(OH)+MH放电充电合金),有关上述两种电池的说法不正确的是()A.锂离子电池放电时Li+向正极迁移B.锂离子电池充电时,阴极的电极反应式:LiMn2O4-n e-===Li1-n Mn2O4+n LiC.如图表示用锂离子电池给镍氢电池充电D.镍氢电池放电时,正极的电极反应式:NiO(OH)+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-解析:选B。
A项,锂离子电池放电时阳离子移向正极,所以Li+向正极移动,正确;B项,锂离子电池充电时,阴极的电极反应式:Li++e-===Li,错误;C项,根据所给电池反应可知题图所示为锂离子电池放电给镍氢电池充电,正确;D项,放电时,正极发生还原反应,电极反应式为NiO(OH)+e-+H2O===Ni(OH)2+OH-,正确。
8.一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化,其工作原理如图所示,下列说法正确的是()A.该电池能在高温下工作B.该电池工作时,中间室中的Cl-移向右室C.正极上发生的电极反应:2NO-3+6H2O+10e-===N2↑+12OH-D.若有机废水中有机物用C6H12O6表示,每消耗1 mol C6H12O6转移4 mol电子解析:选C。
活性菌不能在高温下工作,故A错误;右室硝酸根生成氮气发生还原反应,右室为正极,Cl-移向左室,故B错误;右室为正极,正极上发生的电极反应:2NO-3+6H2O+10e-===N2↑+12OH-,故C正确;若有机废水中有机物用C6H12O6表示,每消耗1 mol C6H12O6转移24 mol电子,故D错误。
9.(2018·兰州模拟)关于如图微生物燃料电池结构示意图的说法:①微生物促进了电子的转移;②微生物所在电极区放电时发生还原反应;③放电过程中,H+从正极区移向负极区;④正极反应式为MnO2+4H++2e-===Mn2++2H2O。
正确的是()A.④B.①③C.①④D.②③解析:选C。
①在微生物作用下C m(H2O)n转化为CO2促进电子的转移,正确;②微生物在右侧,右侧电极为电池的负极,所以微生物所在电极区放电时发生氧化反应,错误;③放电过程中,H+从负极区移向正极区,错误;④电池左侧为电池的正极区,MnO2在H+条件下发生得电子反应,所以正极反应式为MnO2+4H++2e-===Mn2++2H2O,正确。
二、非选择题10.如图所示是原电池的装置图。
请回答:(1)若C为稀H2SO4溶液,电流表指针发生偏转,B电极材料为Fe且作负极,则A电极上发生的电极反应为________________;反应进行一段时间后溶液C的pH将________(填“升高”“降低”或“基本不变”)。
(2)若需将反应:Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+设计成如图所示的原电池装置,则A极(负极)材料为________________,B极(正极)材料为____________,溶液C为____________。
(3)若C为CuCl2溶液,A、B分别为Zn和Cu。
Zn是________极,Cu极发生________反应,电极反应式为____________。
反应过程溶液中c(Cu2+)________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)CO与H2反应还可制备CH3OH,CH3OH可作为燃料使用,用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下:电池总反应为2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O,则c电极是________(填“正极”或“负极”),c电极的反应式为_______________________________________________。
若线路中转移2 mol电子,则上述CH3OH燃料电池消耗的O2在标准状况下的体积为________L。
解析:(1)铁作负极,则该原电池反应是铁与稀硫酸置换H2的反应,所以正极反应是H +得电子生成H2,电极反应式为2H++2e-===H2↑;溶液中H+放电,导致溶液中H+浓度减小,pH升高。
(2)Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+设计成如题图所示的原电池装置,根据方程式中物质发生的反应类型判断,Cu发生氧化反应,作原电池的负极,所以A极材料是Cu,B极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等即可,溶液C中含有Fe3+,如FeCl3溶液。
(3)Zn比较活泼,在原电池中作负极,Cu作正极,正极发生还原反应,Cu2+在正极得到电子变成Cu,电极反应式为Cu2++2e-===Cu,Cu2+发生了反应,则c(Cu2+)变小。
(4)根据图中的电子流向知c是负极,是甲醇发生氧化反应:CH3OH-6e-+H2O===CO2+6H+,线路中转移2 mol电子时,消耗氧气0.5 mol,标准状况下体积为11.2 L。
答案:(1)2H++2e-===H2↑升高(2)Cu石墨(合理即可)FeCl3溶液(合理即可)(3)负还原Cu2++2e-===Cu变小(4)负极CH3OH-6e-+H2O===CO2+6H+11.211.以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构如图所示。
(1)判断电极名称:电极(Ⅰ)为________,理由是______________________________________________________________________;电极(Ⅱ)为__________,理由是__________________________。
(2)微生物燃料电池需要选择合适的温度,理由是______________________________________________________________________________________。
(3)写出该微生物燃料电池的电极反应式:电极(Ⅰ)反应式为___________________________________________________,电极(Ⅱ)反应式为___________________________________________________。